(57)【要約】リニアダンパーは、ダンパーハウジングと、ダンパーハウジング内に位置決めされたローター２０と、ローター２０に動作可能に搭載されたピニオン１８とを含む。リニアラック１４は、ベース３２と、ベース３２に対し概ね垂直な少なくとも１つの直立側壁３０、３４とを有する。ラック１４は、ピニオン１８がラック１４に沿って或る方向に移動するとき、ピニオン１８に係合するための歯２６をラック１４上に有する。ラック１４は、ラック１４に沿うピニオン１８の移動方向に、ラック１４内に形成された複数の細長いスロット４０を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパーハウジングと、
前記ダンパーハウジング内に位置決めされたローターと、
前記ローターに動作可能に搭載されたピニオンと、
リニアラックとを具備し、
前記リニアラックは、ベースと、該ベースに対し概ね垂直な少なくとも１つの直立側壁を有しており、該ラックは、前記ピニオンが該ラックに沿って或る方向に移動するとき、前記ピニオンに係合するための歯を該ラック上に有し、該ラックは、該ラック内に複数の細長いスロットを有し、該スロットは、該ラックに沿う前記ピニオンの移動方向に延びるように形成されているリニアダンパー。
【請求項２】
前記ラックは、前記ベースの両側に一対の直立側壁を含み、前記歯は、該直立側壁のうちの一方に形成される請求項１に記載のリニアダンパー。
【請求項３】
長手方向軸は、床において規定され、細長いスロットは、前記長手方向軸の両側でかつ該長手方向軸から離間して形成される請求項２に記載のリニアダンパー。
【請求項４】
前記長手方向軸の両側の前記細長いスロットは、互いに交互配置される請求項３に記載のリニアダンパー。
【請求項５】
前記細長いスロットの実質的に全てが同じ長さを有する請求項１に記載のリニアダンパー。
【請求項６】
前記スロットの少なくともいくつかは、他の前記細長いスロットと異なる長さを有する請求項１に記載のリニアダンパー。
【請求項７】
細長いスロットの間の空間はブリッジを画定する請求項１に記載のリニアダンパー。
【請求項８】
前記ダンパーハウジングが前記リニアラックの端位置にあるとき、前記ダンパーハウジングはブリッジに隣接して位置決めされる請求項７に記載のリニアダンパー。
【請求項９】
前記ラックの端に少なくとも１つの短いスロットを含む請求項６に記載のリニアダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願データの相互参照］
本出願は、２０１５年１２月９日に出願された米国特許仮出願第62/265,153号の利益及び優先権を主張する。この米国特許仮出願は本願と一体をなすものとして引用する。
【背景技術】
【０００２】
ダンプニングデバイスは、旋回支持式構造部品等の物体の運動を抑制するために使用される。こうした旋回支持式部品の一例は、自動車内のグローブボックスドアのクローザーである。ドアの運動を抑制するため、ロータリーダンパー及びラックギア又はラックがしばしば使用される。従来のロータリーダンパーは、ハウジング内に回転可能に搭載されるローターを含む。ローターとハウジングとの間のシリコーンオイル等の制動流体は、ローターがハウジング内で回転しているときにダンプニング作用を提供する。ピニオンはローターシャフト上に搭載され、ラックの歯に係合する。ダンパーがラックに沿って移動するとき、ピニオンはラックギア歯に係合し、流体内のローターを回転させ、したがって、ピニオンの運動を抑制する。ラックとピニオンとの間の不正確な係合は、許容できない騒音を発生する場合がある。例えば、ロータリーダンパーは、拘束されなければ、振動にさらされるとガタガタ鳴る場合がある。ピニオンは、大きな荷重でラックに沿って摺動する場合がある。
【０００３】
ラックの一構成は、直立側部及び床を有するＵ状断面を含む。ラック歯は、直立側部のうちの１つに位置する。直立レグの間の中央部分であるラックのベース又は床は、ソリッドであり、したがって、ラックは、比較的剛性がありかつフレキシブルでない。これは、ピニオンとラックとの間の係合を保証する。
【０００４】
こうした剛性がありかつフレキシブルでないラックを維持することに関する１つの欠点は、ローターのニップがラックの床をこする可能性があることである。場合によっては、こすりによる摩擦力が非常に大きいため、ローターはラックの床に付着することになる。動作中、ローターニップが、こすり、場合によっては、中央ランウェイと呼ばれるラックの部分に沿ってラックの床に付着することがわかっている。
【０００５】
このラック設計において、リニアフリーランダンパーからの抵抗は、ダンプニング方向にダンパーアセンブリのトルクから部分的に生成され、残りの抵抗は、ダンプニング方向とフリーラン方向の両方において可動構成要素の全ての間の摩擦から生じる。ダンパー内での考えられるノイズ及びガタガタ音を回避するため、小さな軸方向干渉（ローターの回転軸に平行な方向の）が、いずれの有意な隙間をも回避するため、システム内に設計される。これは、現在のところ、アセンブリ内の複数の構成要素の寸法を制御することによって達成される。
【０００６】
その点で、このダンパーで使用される、知られているラックはソリッドでかつフレキシブルでなく、いずれの寸法変動も、バインディングとも呼ばれる過剰な垂直荷重をもたらし得る。結果として得られる摩擦は、高く、構成要素の寸法的積重ね並びにダンパーアセンブリの全体高さの経時的沈降に応じて変動する。摩擦力が高過ぎると、ダンパーアセンブリは、（中央ランウェイに沿って）ラックに接触するベースにおいて、全体高さを減少させるために、ニップにおいてダンパーアセンブリの手動調整を必要とする。これは、次に、更に大きな寸法及び力の変動をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、ラックに沿うダンパーアセンブリのこすりによる摩擦力を低減する又はなくす改良型ダンパーアセンブリについての必要性が存在する。望ましくは、こうしたダンパーアセンブリは、過度な「騒音」なしで所望の減衰効果を提供する。依然としてより望ましくは、こうしたダンパーアセンブリにおいて、公差が維持され、アセンブリのいずれの部品も手動調整する必要性なしで、摩擦が低減される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
リニアダンパーは、ダンパーハウジングと、ダンパーハウジング内に位置決めされたローターと、ローターに動作可能に搭載されたピニオンとを含む。リニアラックは、ベースと、ベースに対し概ね垂直な少なくとも１つの直立側壁とを有する。ラックは、ピニオンがラックに沿って一方向に移動するとき、ピニオンに係合するための歯をラック上に有する。ラックは、ラック内に複数の細長いスロットを有する。スロットは、ラックに沿うピニオンの移動方向に伸張する。
【０００９】
一実施形態において、ラックは、ベースの両側に一対の直立側壁を含む。歯は、直立側壁のうちの一方に形成される。長手方向軸は床内で規定される。細長いスロットは、長手方向軸の両側に、かつ長手方向軸から離間して形成される。
【００１０】
長手方向軸の両側のスロットは、互いに交互配置され得る。一実施形態において、スロットの少なくともいくつかは、他の細長いスロットと異なる長さを有する。一実施形態において、細長いスロットの実質的に全てが同じ長さを有する。
【００１１】
隣接するスロットの間の空間はブリッジを画定する。一実施形態において、ダンパーハウジングがリニアラックの端位置にあるとき、ダンパーハウジングはブリッジに隣接して位置決めされる。
【００１２】
スロットは、異なる長さ及び配置構成をとり得る。１つのこうした構成において、少なくとも１つの短いスロットは、ラックの端に位置決めされる。
【００１３】
本発明のこれらの特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、添付特許請求の範囲とともに、以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１４】
本発明の利益及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面を検討した後に当業者に容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動車用の、グローブボックスドア等のパネルの運動を抑制するときに使用されるダンパーアセンブリの１つの使用法の図である。
【図２】フリーランリニアダンパー用のフレキシブルラックの一実施形態の平面図である。
【図３】フレキシブルラックの実施形態の別の平面図である。
【図４】フレキシブルラックの一実施形態の平面図である。
【図５】フレキシブルラック上に位置決めされたダンパーアセンブリの断面図である。
【図６】同様の寸法のソリッドラック及び同様の高さ変動のダンパーアセンブリと比較した、フレキシブルラックの力変動の差のグラフィカル表示である。
【図７】同様の寸法のフレキシブルラック及び同様の高さのダンパーアセンブリと比較した、ソリッドラックの大きな力のグラフィカル表示である。
【図８】ソリッドラック内のダンパーアセンブリが、必要とされる力を減少させるため手動調整される、同様の寸法のソリッドラック及びダンパーアセンブリと比較した、フレキシブルラックの力の差のグラフィカル表示である。
【図９】ソリッドラック内のダンパーアセンブリが、必要とされる力を減少させるため手動調整されない、同様の寸法のソリッドラック及びダンパー組立体と比較した、フレキシブルラックの力の差の表示である。
【図１０】ダンパー組立体が位置する場所におけるフレキシブルラックに沿う最大撓みを示す有限要素解析の表示である。
【図１１】フレキシブルラックに沿う荷重撓みの別の図である。
【図１２】ソリッドラック及びフレキシブルラックの同様の荷重下での最大荷重撓みプロットのグラフィカル表示である。
【図１３】ソリッドラック及びフレキシブルラックの剛性プロットのグラフィカル表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、種々の形態の実施形態を許すが、本開示が、本発明の例示であると考えられ、示す特定の実施形態に本発明を限定することを意図されないという理解によって、現在のところ好ましい実施形態が図面に示されており、また、以降で述べられるであろう。
【００１７】
図、特に図１を参照すると、自動車用の、グローブボックスドア等のパネルＯの運動を抑制するために使用されるダンパー組立体１０についての１つの典型的な使用法が示される。ダンパー組立体１０は、１２で全体的に示すダンパー及びラック１４を含む。ダンパー１２は、キャリッジ１６、及び、ローター２０に搭載されたピニオン１８を含む。ローター２０は、ローター２０の運動を抑制するため、シリコーン流体等の流体内にある。当業者は、こうしたダンパー１２の構成を認識するであろう。ダンパー１２の２２で示す下側部分は、尖った又は円錐のニップ２４を形成するローター２０の従属部分によって画定される。
【００１８】
ダンパー１２は、ラック１４内に少なくとも部分的に存在し、ラック１４と協働するように構成される。ラック１４は、ピニオン１８に係合する複数の歯２６を含む。１つの構成において、ラック１４は、全体的にＵ状の断面を有し、歯２６は、Ｕ状ラック１４の直立レグ３０のうちの１つの内側表面２８上に形成される。ラック１４は、Ｕ状断面の底を形成し、直立レグ３０、３４の間に延在するベース又は床３２を有する。ダンパー１２は、ピニオン１８がラック歯２６に係合するように、ピニオン１８が直立レグ３０、３４の間の空間内にある状態でラック１４上に位置決めされる。ニップ２４は、ラック床３２上に又はラック床３２に密接に隣接して位置決めされて、ダンパー組立体１０内の騒音及びガタガタ音を低減する又はなくす。
【００１９】
ラック１４及びダンパー１２はそれぞれ、搭載部分３６、３８を備え、その運動が抑制されるオブジェクトＯに、また、オブジェクトＯに対して別の構造Ｓにそれぞれ搭載される。例えば、図１に示すように、ラック１４は、グローブボックスドアＯに旋回可能に搭載することができ、ダンパー１２は、旋回ドアＯに対して固定している車の部分Ｓに搭載することができる。こうして、ドアＯが旋回するとき、ピニオン１８及びラック１４が互いに対して移動して、ドアＯの運動を抑制する又は減速させる。
【００２０】
上記で述べたように、種々の因子が、ラック１４に対するピニオン１８の運動の容易さ、又は逆に、ラック１４に沿うピニオン１８の運動に対する抵抗に影響を及ぼす。１つのそのような因子は、ラック１４の剛性である。
【００２１】
ここで図２、３を参照すると、フレキシブルラック１４を有するリニアフリーランダンパー１２の一実施形態が示される。ラック１４は、床３２及び一対の直立レグ又は側壁３０、３４を有する（例えば、図５）。床３２は、ラック１４の長手方向軸Ａ14の対向する側部に複数の細長スロット４０を含み、その長手方向軸Ａ14は、中央ランウェイ４２を規定する。一実施形態において、複数のスロット４０は軸Ａ14の両側に形成される。スロット４０は、ラック１４の床３２を形成するブリッジ４４によって、長手方向に互いから分離する。スロット４０は、中央ランウェイ４２にわたって横方向に互いから離間する。
【００２２】
１つの例証的な例において、スロット４０は、約２．５ｍｍの幅ｗ40（ラック１４にわたって横方向に測定される）を有し、種々の長さのうちの２つの長さｌ40a及びｌ40b（ラック１４に沿って長手方向に測定される）、例えば、約２５ｍｍ及び１０ｍｍで存在する。ランウェイ４２の対向する側部のスロット４０は、互いからオフセットさせることができ、それにより、ランウェイの一方の側部のスロット４０の間のブリッジ４４は、ランウェイ４２の他方の側部のスロット４０に対向する（図２参照）。こうした構成において、ランウェイ４２の一方の側部の長スロット４０ａの全範囲は、ランウェイ４２の対向する側部のスロット４０の全範囲に一致しない。さらに、ラック歯２６を有する直立壁３０により近いランウェイの側部のスロット４０は、ランウェイ４２の対向する側部のスロット４０と異なるように又は同じに構成することができる。スロット４０のこうした配置構成は、ラック１４の長さに沿う構造的フレキシビリティの変動を低減する。
【００２３】
簡潔に図３を参照すると、ラック１４は、その運動が抑制されているオブジェクトＯがいずれかの方向のフルポジションにあるとき（例えば、グローブボックスドアが完全開口位置又は完全閉鎖位置にあるとき）、ニップ２４が、一方の側部のスロット４０と、対向する側部（全体的に４６で示す）のブリッジ４４との間でラック１４上に位置決めされるように構成することもできる。これは、ニップ２４が２つのスロット４０の間に位置決めされるときに比べてより大きな安定性（より少ない撓み又はより大きな剛性）を提供し、したがって、ダンパー組立体１０内で騒音及びガタガタ音が生じる可能性が低くなる。代替的に、ラック１４は、完全開口位置又は完全閉鎖位置において、ニップ２４が、長スロット４０ａ（図３では４８で示す）ではなく、より短スロット４０ｂに隣接して存在するように構成することができ、それは、長いスロットが終わる場所の近くで余分の硬さを補償する。
【００２４】
図４を参照すると、スロット１４０がほぼ等しい長さＬ140であるフレキシブルラック１１４の一実施形態が示される。スロット１４０の間の間隔（すなわち、ブリッジ１４４）も、ほぼ等しい長さＬ144である。ラック１１４の端のスロット１４０ａ、ｂは、中間スロット１４０とわずかに異なる長さＬ140a,bであってもよく、また、同じ長さ又は互いに異なる長さであり得る。こうした構成は、知られているラックと比較して低減された摩擦力及び騒音を維持しながら、余分の剛性を補償し得る。
【００２５】
スロット長さ、間隔（ブリッジ４４長さ）、相対的位置（ランウェイにわたる交互配置）、及び、歯付き壁３０と同じ側部上又は対向する側部上、を含むスロット４０の他の構成が企図され、本開示の範囲及び趣旨内にある。例えば、ラック１４が、長いスロットだけを持つよう、歯付き壁３０の側部に長いスロットと短いスロットとを持つよう、歯なし壁３４上に長いスロットと短いスロットを持つよう、また、両方の壁３０、３４上に長いスロットと短いスロットとを持つよう構成され得ることが予測される。実際には、これらのスロットは、例えば、埃侵入を低減するため、貫通スロット又はブラインドスロット（非貫通スロット）であり得る。
【００２６】
フレキシブルラック１４の一実施形態に沿ってダンパー１２を移動するために必要とされる力を、より剛性がありスロットなしのラックに沿ってダンパー１２を移動するために必要とされる力と比較する種々の測定が行われた。測定の一部は、ダンパー１２を移動させるために必要とされる力を低減するため、ダンパーニップ２４が調整された（知られているダンパーに関して行われる）測定を更に含んだ。
【００２７】
一例として、以下の表１は、フレキシブルな又はスロット付きのラック１４においてダンパーを移動させるために必要とされる力と、剛性がある又はスロットなしのラックにおいてダンパーを移動させるために必要とされる力との比較であり、ニップ２４が未調整の場合の結果とニップ２４が手動調整された場合の結果とを更に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
図６は、剛性の又はスロットなしのラックと比較した、フレキシブルな又はスロット付きのラック１４についてのダンパーの高さ（ニップ２４の突出部）の寸法感度を示す。見てわかるように、フレキシブルな又はスロット付きのラック１４についての必要とされる全体の力が、ソリッドラックの全体の力よりかなり小さいだけでなく、必要とされる力の感度もまた、スロット付きのラックについて小さい。すなわち、ダンパーの高さが増加するにつれて、伝統的なスロットなしのラックの場合に比べて、必要とされる更なる力が小さい（曲線のゆるい傾斜）。
【００３０】
図８を見てわかるように、フレキシブルラック１４と比較して、ソリッドラックにおいて同等の力低減を達成する一方法は、ニップ２４を手動で調整して、ダンパー１２の全体高さを相当な量、低減することである。逆に、図９を参照すると、フルの高さの（無調整の）ダンパーを使用して、力の低減を達成するより有利な方法は、スロット付きのラック１４を使用することである。
【００３１】
図１０、１１は、或る材料で作られたスロット付きのラック１４を使用した最大撓み又は荷重撓みを示す有限要素解析を示す。図１２、１３は、ランウェイ４２の両側に長い（フルの）スロット及び短いスロット４０ａ、４０ｂ並びにスロット４０（Ａスロット及びＢスロット）を有する種々のスロット付きラック１４と比較した、ソリッドラックについての荷重撓み及び剛性（ｍｍ／Ｎ単位）を示し、図１２は、荷重撓みを示し（スロット付きのラック１４において、より大きい）、図１３は、剛性を示す（スロット付きのラック１４において、より低い）。スロットの配置構成は、ランウェイに沿う剛性変動を低減することを意味する。
【００３２】
特定の寸法、材料、方向等が開示されるが、開示される以外の寸法、材料、方向等が、本開示及び添付の特許請求の範囲の適用範囲及び趣旨内にあることを当業者は認識し理解するであろう。
【００３３】
本明細書で参照される全ての特許は、本開示のテキスト内で具体的にそのように行われても、行われなくても、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００３４】
本開示において、「１つの（"a" or "an"）」という語は、単数と複数の両方を含むと考えられる。逆に、複数アイテムに対するいずれの参照も、適切である場合には単数を含む。
【００３５】
上側、下側、後方、前方、上部、下部等の相対的な方向用語が説明のためのものに過ぎず、本開示の範囲を制限することを意図されないことが当業者によって理解されるであろう。
【００３６】
上記から、多数の変更及び変形が、本開示の新規な概念の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく行われ得ることがわかるであろう。示す特定の実施形態に関して制限が全く意図されないか又は推測されるべきでないことが理解される。本開示は、添付の特許請求の範囲によって、特許請求の範囲の適用範囲内に入る全ての変更をカバーすることを意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１０    ダンパー組立体
１２    ダンパー
１４    フレキシブルラック
１６    キャリッジ
１８    ピニオン
２０    ローター
２４    ダンパーニップ
２６    ラック歯
２８    内側表面
３０    直立レグ
３２    ラック床
３４    直立レグ
３６    搭載部分
３８    搭載部分
４０    スロット
４０ａ    長スロット
４０ｂ    短スロット
４２    中央ランウェイ
４４    ブリッジ
１１４    フレキシブルラック
１４０    中間スロット
１４４    ブリッジ
【図１】
2019502043.tif 000004
【図２】
2019502043.tif 000005
【図３】
2019502043.tif 000006
【図４】
2019502043.tif 000007
【図５】
2019502043.tif 000008
【図６】
2019502043.tif 000009
【図７】
2019502043.tif 000010
【図８】
2019502043.tif 000011
【図９】
2019502043.tif 000012
【図１０】
2019502043.tif 000013
【図１１】
2019502043.tif 000014
【図１２】
2019502043.tif 000015
【図１３】
2019502043.tif 000016
【国際調査報告】
2019502043.tif 000017
2019502043.tif 000018